物理学。Rev.D 1011063524（2020）-引力波边界光中暗能量的宇宙学约束

引力波边界对暗能量的宇宙学约束

约翰内斯·诺勒

物理学。版次D101，063524–2020年3月20日出版

摘要

引力波（GW）约束最近被用来显著限制暗能量和修正引力的模型。在这种情况下，GW衰变和GW诱导的暗能量不稳定性产生的新边界特别强大，补充了GW观测速度的边界。我们讨论了霍恩德斯基引力模型在这些组合边界下的相关线性宇宙学，并使用宇宙微波背景、红移空间畸变、物质功率谱和普朗克重子声波振荡测量值计算了相应的宇宙学参数约束，斯隆数字巡天/重子振荡光谱测量和6dF测量。现存的理论受到了强烈的限制，收紧了之前关于宇宙偏离的界限 $Λ 清洁发展机制$ 超过一个数量级。我们还评论了一般宇宙学稳定性约束和幸存理论屏蔽的性质，指出提高强耦合尺度可以确保与引力波约束兼容，同时在太阳系尺度上保持Vainshtein屏蔽机制的功能。最后，我们讨论了拟静态极限以及近期测量中相关观测值的（约束）。

收到日期：2020年1月29日
2020年2月27日接受

内政部：https://doi.org/10.103/PhysRevD.101.063524

物理学科标题（PhySH）

另类引力理论宇宙学参数暗能量引力波

宇宙的大尺度结构

引力、宇宙学和天体物理学

作者和附属机构

约翰内斯·诺勒

瑞士苏黎世联邦理工学院理论研究所（地址：瑞士苏黎士联邦理工大学克劳修斯特拉斯47号，邮编：8092）和瑞士苏黎奇联邦理工院粒子物理和天体物理研究所（邮编：8093）

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问题

第101卷，第。2020年3月6日至15日

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图像

图1
暗能量的宇宙学参数约束 ${c（c）}_{B类}$ 和 ${c（c）}_{M（M）}$ 参数，使用 $α_{我} = {c（c）}_{我} \cdot 一$ （左三角形图）和 $α_{我} = {c（c）}_{我} \cdot Ω_{判定元件}$ （直角三角形图）参数化以及数据集和先验值的不同组合（参见第三). 所有显示的约束都假定 $α_{T型} = 0$ ，但请注意 ${c（c）}_{M（M）} - {c（c）}_{B类}$ 如图所示，平面仅受到轻微影响 $α_{T型} \neq 0$ [39]. 等高线标记68%和95%的置信区间，仅使用普朗克数据（P15）、普朗克资料加上RSD、BAO和物质功率谱测量值计算( $P（P） 15 + LSS公司$ )、和 $P（P） 15 + LSS公司$ 在确保不存在GW引起的不稳定性之前( $P（P） 15 + LSS公司 + 千兆瓦$ ). 在图中三，如下所示 $P（P） 15 + LSS公司 + 千兆瓦$ 和 $P（P） 15 + 千兆瓦$ 导致几乎相同的约束。虚线标记 ${c（c）}_{我} = 0$ （GR值）， ${c（c）}_{B类} = 2$ （单线物理模型不能在 $α_{我} = {c（c）}_{我} 一$ 参数化see[39,65,66]详细信息），以及 ${c（c）}_{M（M）} = - {c（c）}_{B类}$ （约束源自GW之前）。
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图2
变化的效果说明 ${c（c）}_{M（M）} = - {c（c）}_{B类}$ 对于约化霍恩德斯基理论(8)在使用之前和使用时与GW一致 $α_{我} = {c（c）}_{我} \cdot 一$ 参数化，在CMB TT功率谱上（左图）和上 $（f） σ_{8}$ （右图）。数据点显示为 $1 σ$ 不确定性和所有标准 $Λ 清洁发展机制$ 此处的参数固定为其普朗克2015最佳拟合值[67]. 增加的 ${c（c）}_{M（M）} = - {c（c）}_{B类}$ 的(8)通过后期的综合萨克斯-沃尔夫（ISW）效应，在大规模上迅速增加了过多的力量。事实上，所有 ${c（c）}_{M（M）} \neq 0$ 这里显示的宇宙学在上面被排除了 $2 σ$ 仅通过这种效果 ${c（c）}_{M（M）} < 0.06$ 在这个水平上是一致的。 1和三普朗克数据和后期ISW效应特别为(8). $（f） σ_{8}$ 另一方面，来自RSD的约束对一般霍恩德斯基模型（排除大的 ${c（c）}_{M（M）}$ 宇宙学与宇宙微波背景（CMB）测量一致，只要 ${c（c）}_{M（M）}$ 和 ${c（c）}_{B类}$ 都是 $O（运行） (1)$ 和积极的），但只为简化的霍恩德斯基理论增加了非常轻微的额外约束力(8)（其中 ${c（c）}_{B类}$ 为负值，无论何时 ${c（c）}_{M（M）}$ 为正）。
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图3
一维后向分布 ${c（c）}_{M（M）}$ ，使用 $α_{我} = {c（c）}_{我} \cdot 一$ （左图）和 $α_{我} = {c（c）}_{我} \cdot Ω_{判定元件}$ （右图）参数化和两种不同的数据集和先验值组合（见第三). 我们比较了约化霍恩德斯基理论的约束条件(8)（即，在实施GW之前）使用普朗克数据和vs，而不添加LSS测量的额外约束（如第三). 我们发现，对于这组理论，在添加和不添加上述LSS数据的情况下获得的约束几乎相同。
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图4
比率图 $α_{M（M）}$ 和 $({M（M）}^{2} - 1) / {M（M）}^{2}$ vs红移 $z（z）$ -参见。中的术语(b1号机组)和(b2型)-使用 $α_{我} = {c（c）}_{我} \cdot 一$ （上图）和 $α_{我} = {c（c）}_{我} \cdot Ω_{判定元件}$ （下图）参数化。这些量在不同时期的比值用于估算秒级的准静态观测值6。的值 ${c（c）}_{我}$ 被选择跨越观测允许值范围–见表1褪色的垂直线表示物质暗能量和物质辐射相等的红移。
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体检D

涵盖粒子、场、引力和宇宙学

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